CN113151655A - 一种用于高温合金铸件的热处理方法及热处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于高温合金铸件的热处理方法及热处理装置，所述方法包括步骤：S1，制作隔离底板以及隔离罩；S2，将所述隔离底板放入热处理炉内，将铸件放在所述隔离底板上并罩上所述隔离罩；S3，进行高温热处理。本发明可以抑制铸件中目标元素的挥发，有效避免铸件表面贫化层缺陷的形成。

Description

一种用于高温合金铸件的热处理方法及热处理装置
技术领域
本发明涉及高温合金部件热加工技术，更具体的是涉及一种用于高温合金 铸件的热处理方法及热处理装置。
背景技术
Cr元素是各种高温合金合金中最重要的合金元素之一,其主要作用是保证 合金具有良好的抗氧化和耐腐蚀性能。但是在高温和真空状态下，Cr比其它合 金元素更易挥发，所以在高温合金铸件的真空热处理过程中，往往发生表面层 Cr元素的贫化现象,即表面层的Cr含量减少到到低于规定的Cr含量的下限,这 会使铸件的高温性能受到损害。因此，在一些高温合金铸件的技术标准中,明文 规定了控制贫Cr层深度的要求，以保证铸件的高温性能。
为了减小高温合金铸件表面贫Cr层的深度,一般措施是在真空热处理过程 中通入保护气体如氩气,提高炉内压力，抑制Cr元素的挥发。但在高代次高温 合金的发展中，越来越多的难熔元素如Re被添加进来，提高了合金的熔点和初 熔温度，使得铸件的热处理在更高温度下进行，铸件表面的贫Cr问题更加严 重，一般的防止贫Cr层措施不能达到应有的效果。特别是在较大体积的真空炉 中进行热处理时，加入了保护气体使得炉内气氛产生较强的对流，更加剧了铸 件表面Cr元素的挥发。
发明内容
本发明的目的是在于解决上述技术问题。
针对上述技术问题,本发明提出了一种用于高温合金铸件的热处理方法，所 述方法包括步骤：
S1，制作隔离底板以及隔离罩；
S2，将所述隔离底板放入热处理炉内，将铸件放在所述隔离底板上并罩上 所述隔离罩；
S3，进行高温热处理。
优选的，所述步骤S1中，所述隔离底板及隔离罩的制作过程包括：
S1a，制作预定形状的金属隔离底板和金属隔离罩；
S1b，在所述金属隔离底板和金属隔离罩表面浸涂蜡膜；
S1c，对浸涂了蜡膜的金属隔离底板和金属隔离罩反复沾浆淋砂；
S1d，经脱蜡和烧结后获得陶瓷隔离底板和陶瓷隔离罩。
优选的，所述步骤S1b中，在蜡液中将所述金属隔离罩的内外两面和金属 隔离底板的上下两面浸涂蜡膜；
所述步骤S1c中，还包括将金属隔离底板四周棱边上的砂和浆抹去，以形 成两面互不连接的陶瓷隔离底板，将金属隔离罩开口一侧的四周棱边上的砂和 浆抹去，以形成内外两个互不连接的陶瓷隔离罩。
优选的，所述步骤S1c中，通过反复沾浆和淋砂在浸涂了蜡膜的金属隔离 罩和金属隔离底板两面各形成厚度为2-8mm的陶瓷壳。
优选的，所述步骤S1c中，反复沾浆淋砂的过程还包括加入碳纤维的步骤。
优选的，在所述步骤S3进行前，还包括：
步骤S3a，在所述隔离罩内放置目标元素块。
优选的，所述步骤S3a中，所述目标元素块为Cr块。
一种用于高温合金铸件的热处理装置，包括用于放置到热处理炉内的隔离 底板以及设置在所述隔离底板上的隔离罩，其中，所述隔离底板用于放置所述 高温合金铸件。
优选的，所述隔离底板与所述隔离罩为耐高温的陶瓷材料制成。
优选的，所述隔离底板与所述隔离罩的基体内加有碳纤维。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：基于以上发明内容，本 发明在进行热处理时，将隔离底板平铺在热处理炉内，放上待处理的铸件，再 扣上隔离罩，形成相对密闭的空间；高温时铸件表面易挥发元素如Cr挥发后在 密闭空间里会很快富集并达到饱和，使得铸件表面Cr元素的继续挥发被抑制； 必要时，本发明还可以在隔离罩内加放Cr块以增加气氛中Cr的浓度，更加有 效避免铸件表面贫Cr层的形成。
附图说明
图1为本发明实施例热处理方法的流程图。
图2为本发明实施例热处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例一
如图1所示，本发明提供一种用于高温合金铸件的热处理方法，所述方法 包括步骤：
S1，制作隔离底板以及隔离罩；
S2，将所述隔离底板放入热处理炉内，将铸件放在所述隔离底板上并罩上 所述隔离罩；
S3，进行高温热处理。
本实施例中，步骤S1中，隔离底板以及隔离罩的作用在于为铸件在热处理 炉内提供密闭的空间，抑制铸件表面目标元素的挥发，本实施例以Cr元素为例 进行说明，通过抑制Cr元素的挥发，有效减少甚至避免贫Cr层的形成。本实 施例中，隔离底板以及隔离罩的形状和大小以节省空间和放入尽量多的铸件为 原则，可以为长方体形、也可以为其它形状。
进一步的，所述步骤S1中，所述隔离底板及隔离罩的制作过程包括：
S1a，制作预定形状的金属隔离底板和金属隔离罩，本实施例中以长方体形 为例进行说明，此时，金属隔离底板为长方形，金属隔离罩为长方体形；
S1b，在所述金属隔离底板和金属隔离罩表面浸涂蜡膜；
S1c，对浸涂了蜡膜的金属隔离底板和金属隔离罩反复沾浆淋砂；
S1d，经脱蜡和烧结后获得陶瓷隔离底板和陶瓷隔离罩。
具体的，所述步骤S1b中，在蜡液中将所述金属隔离罩的内外两面和金属 隔离底板的上下两面浸涂蜡膜；
进一步的在所述步骤S1c中，还包括将金属隔离底板四周棱边上的砂和浆 抹去，以形成两面互不连接的陶瓷隔离底板，将金属隔离罩开口一侧的四周棱 边上的砂和浆抹去，以形成内外两个互不连接的陶瓷隔离罩。这样通过一次沾 浆淋砂的工艺即可获得两个陶瓷隔离底板和两个陶瓷隔离罩，工艺效率提高一 倍。
在本实施例中，所述步骤S1c中，通过反复沾浆和淋砂在浸涂了蜡膜的金 属隔离罩和金属隔离底板两面各形成厚度为2-8mm的陶瓷壳。在该厚度下，使 得形成的隔离罩具有足够的结构强度。
在本实施例中，所述步骤S1c中，反复沾浆淋砂的过程还包括加入碳纤维 的步骤。在进行沾浆淋砂的过程中加入碳纤维，使得碳纤维嵌入陶瓷隔离底板 和陶瓷隔离罩的基体中，从而加强了陶瓷隔离底板和陶瓷隔离罩的结构强度。
进一步的，在所述步骤S3进行前，还包括：
步骤S3a，在所述隔离罩内放置目标元素块，在加热过程中，目标元素块 由于受到高温的影响，也会进行挥发，当挥发导致密闭气氛中的目标元素浓度 达到饱和后，将抑制铸件内目标元素的继续挥发。
在本实施例中，所述目标元素块为Cr块，通过Cr块加速隔离罩内Cr元 素浓度达到饱和，进而可以快速达到抑制铸件表面Cr元素挥发的条件。
实施例二
参考图2所示，本发明同时提供一种用于高温合金铸件的热处理装置，包 括用于放置到热处理炉内的隔离底板10以及设置在所述隔离底板10上的隔离 罩20，其中，所述隔离底板10用于放置所述高温合金铸件30。
在本实施例中，所述隔离底板10与所述隔离罩20为耐高温的陶瓷材料制 成。
在本实施例中，所述隔离底板10与所述隔离罩20的基体内加有碳纤维。 碳纤维能提高隔离底板10与隔离罩20的结构强度。
在使用时将隔离底板10平铺在热处理炉内，放上待处理的铸件30，再扣 上隔离罩20，形成相对密闭的空间；高温时铸件30表面易挥发元素发生挥发， 以Cr元素为例，Cr元素挥发后在密闭空间里会很快富集并达到饱和，使得铸 件表面Cr元素的继续挥发被抑制；必要时，本实施例还可以在隔离罩20内加 放Cr块40以增加气氛中Cr的浓度，更加有效避免铸件表面贫Cr层的形成。
上述实施例仅用于说明本发明的具体实施方式。应当指出的是，对于本领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，都应属于本发明的保 护范围。

Claims (10)

1.一种用于高温合金铸件的热处理方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
S1，制作隔离底板以及隔离罩；
S2，将所述隔离底板放入热处理炉内，将铸件放在所述隔离底板上并罩上所述隔离罩；
S3，进行高温热处理。
2.按照权利要求1所述的用于高温合金铸件的热处理方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述隔离底板及隔离罩的制作过程包括：
S1a，制作预定形状的金属隔离底板和金属隔离罩；
S1b，在所述金属隔离底板和金属隔离罩表面浸涂蜡膜；
S1c，对浸涂了蜡膜的金属隔离底板和金属隔离罩反复沾浆淋砂；
S1d，经脱蜡和烧结后获得陶瓷隔离底板和陶瓷隔离罩。
3.按照权利要求2所述的用于高温合金铸件的热处理方法，其特征在于，所述步骤S1b中，在蜡液中将所述金属隔离罩的内外两面和金属隔离底板的上下两面浸涂蜡膜；
所述步骤S1c中，还包括将金属隔离底板四周棱边上的砂和浆抹去，以形成两面互不连接的陶瓷隔离底板，将金属隔离罩开口一侧的四周棱边上的砂和浆抹去，以形成内外两个互不连接的陶瓷隔离罩。
4.按照权利要求2所述的用于高温合金铸件的热处理方法，其特征在于，所述步骤S1c中，通过反复沾浆和淋砂在浸涂了蜡膜的金属隔离罩和金属隔离底板两面各形成厚度为2-8mm的陶瓷壳。
5.按照权利要求2所述的用于高温合金铸件的热处理方法，其特征在于，所述步骤S1c中，反复沾浆淋砂的过程还包括加入碳纤维的步骤。
6.按照权利要求1所述的用于高温合金铸件的热处理方法，其特征在于，在所述步骤S3进行前，还包括：
步骤S3a，在所述隔离罩内放置目标元素块。
7.按照权利要求6所述的用于高温合金铸件的热处理方法，其特征在于，所述步骤S3a中，所述目标元素块为Cr块。
8.一种用于高温合金铸件的热处理装置，其特征在于，用于放置到热处理炉内的隔离底板以及设置在所述隔离底板上的隔离罩，其中，所述隔离底板用于放置所述高温合金铸件。
9.按照权利要求8所述的用于高温合金铸件的热处理装置，其特征在于，所述隔离底板与所述隔离罩为耐高温的陶瓷材料制成。
10.按照权利要求8所述的用于高温合金铸件的热处理装置，其特征在于，所述隔离底板与所述隔离罩的基体内加有碳纤维。
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